UVA

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紫外線による利点

紫外線による利点は、皮膚におけるビタミンDの生成である。グラント(2002)は、UVB照射時間が短いことが、ビタミンDの欠乏を起こし、アメリカで何万もの死者が生じていると主張している。ビタミンD欠乏は、骨軟化症(くる病)を生じさせ、骨の痛みや、体重増加時には骨折などの症状を生じさせる。

他にも皮膚の疾患(例えば乾癬白斑)の治療において、紫外線の利用が可能である。これには、311nmの波長による紫外線が効果的である。また、精神病の治療に、精神賦活薬(PUVA療法)とともに、UVA、UVB紫外線が利用される場合がある。


利用紫外線による光の蛍光


ブラックライト

詳細はブラックライトを参照

紙幣や重要な証明書(例えば、クレジットカード運転免許証パスポート)には、偽造防止のため、紫外線照射時に見ることの出来るマークを含むものがある。ほとんどの国が発行しているパスポートは、紫外線感度の高い蛍光物質を含むインクで偽造防止の細い線が書かれている。

例えば、ウクライナのビザスタンプとステッカーは、通常の可視光の元の裸眼では見えないが、紫外線照射時に見ることの出来る大きくて詳細な紋章が書かれている。また、アメリカ合衆国により出されるパスポートは、最後のページのバーコードに沿って紫外線の感度の高い偽造防止の細い線が存在する。暗所で紫外線を照射することにより、これらのマークが光を発して浮き上がって見える。カラーコピーやプリンターではこれらを再現することができないので、偽造品を見分けることができる。


蛍光灯

詳細は蛍光灯を参照

蛍光灯は、低圧の水銀蒸気をイオン化することにより紫外線を作り出す。蛍光管の内側の蛍光物質は、紫外線を吸収しそれを可視光線に変える。

水銀蒸気の放射する紫外線はUVC領域であり、蛍光物質を塗布されていない水銀アーク灯からの放射を防備なしに皮膚や目に受けることは非常に危険である。 一般的な蛍光灯のガラスはUVC領域の透過性の悪いガラスが使われているため蛍光物質が部分的に剥がれても危険は生じないが意図的にUVC領域を放射させる事を目的とした殺菌灯は透過率が極めて優れる石英ガラスが使用されているため直視することは大変危険である。

水銀灯の光は、離散的な波長で構成されている。より、連続発光スペクトルに近い紫外線源としては、キセノンアーク灯(太陽光のシミュレータに使用される)、ジュウテリウムアーク灯、水銀キセノンアーク灯、金属-ハロゲン化物アーク灯とタングステンハロゲン白熱灯等がある。 また水銀灯メタルハライドランプも発光管に石英ガラスが使われており外側のバルブが破損状態で点灯しているのもUVCが強力に放射されているため直視は極めて危険である。死亡者も出る。

M101星雲の紫外線像木星の北極点のオーロラ。ハッブル宇宙望遠鏡により紫外線で見ることができる


天文学

天文学において、非常に熱い物体は紫外線を放射する(ウィーンの変位則)。しかし、地上から紫外線観測を行うことは、オゾン層の存在により難しいので、ほとんどの観測は宇宙から行われることになる。(紫外線天文学宇宙望遠鏡を参照)

例えば、1990年代のNIXT、MSSTA、最近のSOHO/EIT、TRACE等の観測衛星において使用されている。


紫外線を用いた害虫駆除

紫外線を用いた害虫駆除装置が、羽虫等の昆虫駆除に使用される。紫外線(誘虫灯)により引き寄せられてきた昆虫は、装置の電気ショックで死亡するか、罠により捕獲される。


可視分光光度法

紫外・可視・近赤外分光法は、化学構造解析のような化学分析技術として広く使用されている。紫外線照射は、試料に蛍光剤が存在するかを確認のために、可視分光光度法において使用される。


鉱物の解析

紫外線ランプは、鉱物宝石を調べたり、様々な含有物の検証を行う際に使用される。これらの含有物は可視光の元でも確認できるが、紫外線を照射した際や、照射した場合でも長波長と短波長の紫外線では、異なる蛍光を示すことがある。

このように紫外線による蛍光を利用した紫外線蛍光色素は、様々な用途に使用されている(たとえば、生化学的用途や犯罪捜査の用途)。蛍光たんぱく質(GFP,Green Fluorescent Protein)は、遺伝学でのマーカーとして使用される。たんぱく質の様な多くの物質は、紫外線に対して吸収帯域を持ち、これは生物化学分野もしくは関連する分野で関心がもたれている。その様な研究には、紫外線吸収分光光度計が使用される。


フォトリソグラフィ

半導体(ICLSI)の露光工程において、微小パターン形成には、波長の短い光を用いた露光が必要となる。このフォトリソグラフィには、紫外線が使用される。

フォトリソグラフィでは、半導体表面に塗布された、フォトレジストと呼ばれる感光性の樹脂に、フォトマスクと呼ばれるガラス板上に描かれた図形を通して紫外線を照射し、マスク上に書かれた構造をフォトレジスト上に転写する。その後、この様に形成されたレジストをさらにマスクとして、エッチング、メタル形成、酸化膜形成等を行い、目的の構造を作成する。

初期のフォトリソグラフィでは、光源にg線(436nm)が使用されていたが、その後、加工構造の微細化に伴い、i線(365nm)、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)と短波長化が進み、更に短波長化を進めるため、これらの液浸エキシマレーザーも開発されている。研究段階ではEUV、X線を用いた露光装置もある。

この様なフォトリソグラフィは半導体やICのみならず、プリント基板の製造においても使用されており、紫外線はエレクトロニクス産業では広く使用されている。


電気的絶縁のチェック

紫外線の新たな用途として、電気試料上のコロナ放電(単に「コロナ」と呼ばれる)を観測することがある。試料の絶縁の劣化や汚染はコロナを引き起こす。そのコロナでは高電界が空気をイオン化し、窒素分子を励起し、紫外線の放射を引き起こす。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:Mamenoki